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研究人員用佩戴在鼻子上的小型硬件來(lái)提供定向嗅覺(jué)的能力

2021-05-18 08:44 cnBeta.COM

導(dǎo)讀:人類不能有意識(shí)地使用我們的嗅球來(lái)確定氣味的方向性,但如果氣味觸發(fā)了我們的三叉神經(jīng),我們可以非常準(zhǔn)確地確定方向

據(jù)外媒報(bào)道,芝加哥大學(xué)人類計(jì)算機(jī)集成實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法,用一個(gè)佩戴在鼻子上的小型硬件來(lái)增強(qiáng)嗅覺(jué),該硬件使用微小的電脈沖來(lái)給人們提供定向嗅覺(jué)的能力。

人類有兩個(gè)鼻孔,你會(huì)認(rèn)為這將使我們能夠確定氣味的方向,就像兩個(gè)耳朵讓我們確定聲音的方向一樣。但遺憾的是,事情并非如此--一般來(lái)說(shuō),人類不具有“立體”嗅覺(jué)。我們可以通過(guò)在嗅聞時(shí)移動(dòng)頭部和身體來(lái)追蹤氣味,尋找不斷增加的氣味強(qiáng)度,但這與“立體”嗅覺(jué)有很大不同,后者可以讓我們根據(jù)飄入每個(gè)鼻孔的不同強(qiáng)度來(lái)定位氣味。

當(dāng)你聞到一種氣味時(shí),你的嗅球得到了這種氣味的大部分功勞,但還有一個(gè)復(fù)雜的面部神經(jīng)系統(tǒng),稱為三叉神經(jīng),增加了一些嗅覺(jué),你的大腦將它們?nèi)诤显谝黄?,成為一種獨(dú)特的氣味。三叉神經(jīng)和嗅球?qū)Σ煌臍馕队胁煌姆磻?yīng)。

雖然研究表明,人類不能有意識(shí)地使用我們的嗅球來(lái)確定氣味的方向性,但如果氣味觸發(fā)了我們的三叉神經(jīng),我們可以非常準(zhǔn)確地確定方向,這意味著你可以定位薄荷巧克力冰淇淋的氣味,但不能定位普通巧克力冰淇淋。

觸發(fā)三叉神經(jīng)的一種方式是通過(guò)氣味,但你也可以通過(guò)直接電刺激來(lái)實(shí)現(xiàn)。這對(duì)嗅球也有作用,但要做到這一點(diǎn),人們必須把電極插進(jìn)鼻子。同時(shí)三叉神經(jīng)延伸到你的臉部周?chē)?,并進(jìn)入你的鼻中隔,這意味著你只需使用一個(gè)小的電子套件就可以很容易地與它對(duì)接。

你會(huì)認(rèn)為用這種設(shè)備模仿立體聲氣味的方法是以不同的方式刺激你的一側(cè)鼻子,但值得注意的是,事實(shí)證明,你可以只用電波形的變化來(lái)產(chǎn)生立體氣味的感覺(jué)(以及氣味強(qiáng)度的感覺(jué))。這種無(wú)線、電池供電的設(shè)備使用磁鐵將自己固定在用戶的鼻子內(nèi)部;它可以檢測(cè)到用戶吸氣,然后使用電極來(lái)刺激用戶的鼻中隔。目前的實(shí)施方案與外部傳感器進(jìn)行通信,這個(gè)系統(tǒng)工作得非常好,完全沒(méi)有受過(guò)訓(xùn)練的人可以用這個(gè)設(shè)備來(lái)定位虛擬氣味,在房間里跟隨電感應(yīng)的虛擬氣味。

當(dāng)然,真正的問(wèn)題是,把這個(gè)東西放在你的鼻腔里究竟是什么感覺(jué)?顯然,它并不像鼻子里有電或類似的感覺(jué)--它實(shí)際上是類似氣味的。本周在《CHI》上發(fā)表的相關(guān)論文的第一作者Jas Brooks嘗試對(duì)此進(jìn)行解釋:

用語(yǔ)言來(lái)描述這種感覺(jué)是一項(xiàng)棘手的工作。我們的設(shè)備所產(chǎn)生的感覺(jué)就像 "搔癢 "或 "刺痛",與芥末或白醋的味道相差無(wú)幾,只是它具有明顯的方向性。這意味著,即使沒(méi)有任何訓(xùn)練或解釋,參與者也能夠理解這種感覺(jué)是否意味著 "氣味 "來(lái)源在你的左/右/前。這種感覺(jué)的實(shí)際 "質(zhì)量 "在三叉神經(jīng)通常感覺(jué)到的范圍內(nèi)有所不同(例如,有些刺激感覺(jué)像山葵一樣刺痛,而其他刺激感覺(jué)像壓力,甚至是鼻孔里的溫暖),這再次表明我們的電刺激真的擊中了三叉神經(jīng)。此外,我們實(shí)際上非常興奮的是,我們似乎也能夠觸發(fā)這些三叉神經(jīng)感覺(jué)的質(zhì)量,例如,也許我們可以通過(guò)改變波形為這些 "氣味 "創(chuàng)造不同的質(zhì)量。

這個(gè)設(shè)備可以作為一個(gè)輔助設(shè)備立即用于經(jīng)歷無(wú)嗅癥或嗅覺(jué)功能喪失的人,因?yàn)樵谠S多情況下(包括由Covid-19引起的無(wú)嗅癥),嗅球的損傷并不延伸到三叉神經(jīng)。研究人員建議,未來(lái)可能在三叉神經(jīng)刺激和嗅覺(jué)刺激之間進(jìn)行映射,這意味著可以用電誘導(dǎo)更廣泛的氣味感覺(jué)。也有可能使用這種設(shè)備使人們成為“超級(jí)嗅覺(jué)者”,不僅可以定位氣味,還可以利用外部傳感器來(lái)聞到他們自己永遠(yuǎn)無(wú)法聞到的東西。